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中物理教学设计方案教学课题电场电场强度》［高二物理（必修加选修）第十三章第二节］学习任务分析电场是学生学习电磁学首先接触到的一个比较抽象的概念，同时它又是学生深入学习和理解电磁学规律的重要基础，因此掌握电场的概念对于学生将来学习电磁学的其它内容知识具有奠基的意义。从本章知识来看，所有的问题都将围绕电场的本身性质：力的性质、能的性质展开。掌握电场概念，理解电场强度的意义是学好《电场》这一章的关键。从物理学的角度来看，场是物理学中的一个重要概念，学生如果能从电场开始真正理解场这种特殊物质的意义，对于全面理解物理学有启发式的意义。重点难点分析1．理解电场强度的概念以及电场的叠加原理（电场的叠加原理放在第二课时）是本节教学的重点。2．“场”是物理学中的重要概念，“场”的概念比较抽象，在中学物理中，本节又是初次较深入地研究“场”，所以“场”概念的引入，“场”观念的建立，既是本节的重点也是本节的难点。学情分析高二理科学生对物理学习已经具有较好的力学基础，但从这章开始转入电磁学的学习，在物理模型的建构上存在困难，特别是对于“场”这种很难有具体模型的抽象概念，理解起来有一定的难度。因此在本节中我采用了举实例进行类比、逻辑推理、间接思考问题等方法，从而使学生更容易理解电场、电场强度的同时还能学到物理学中的一些研究方法。教学目标知识与技能1.知道电场是客观存在的一种特殊物质。2.通过对电场概念的学习，让学生明确场的特点，研究场的方法，并能在头脑中建立起场的模型和图象。3.理解场电荷、试探电荷的概念，理解和掌握电场强度的概念。4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷的电场强度计算式并能进行简单应用。5.通过理论分析，培养抽象思维能力的逻辑推理能力。过程与方法1.树立“场”在空间上有分布的观念，培养学生的空间想象力。2.学会用间接研究的方法来研究电场的基本属性。3.进一步体会比值定义法在物理学中的应用。态度与价值观1.通过对“场”这种特殊物质性质的研究，促进形成科学的物质观。2.始终渗透物理科学方法教育，培养学生的科学态度和科学精神教学策略1．从学习经验和生活经验出发引入新课教学，运用知识建构的方式进行学习新知识2．教学中，采用类比对学生进行启发式教学，引导学生建构新知识。教学过一、引入观察现象：手推桌子，有力作用----两物体作用是直接接触的思考问题：带电体未接触却发生相互作用，是通过什么来实现的？程学生思考：。。。。。。老师：电荷间的作用是否也是通过空气来传递的呢?不对！因为库仑定律告诉我们真空中两个电荷也能产生力的作用。讨论：电荷之间的作用是靠什么物质来实现的呢？老师：电场【板书第二节电场电场强度】【板书一、电场】二、电场是什么？1、经过长期的科学研究，人们认识到，电荷周围存在着一种叫做电场的物质，两个电荷之间的相互作用力是通过电场这种物质实现的，这个力通常称为电场力。2、场是一种特殊的物质【板书1.电场是一种特殊物质】如今，人们认识到客观世界中，实物和场是物质存在的两种不同形式，虽然我们看不见也摸不着场，但它们也是客观存在的物质，不以人的意志而转移，几个不同的电场可以共存于同一个空间。3．通过多媒体展示：Q---电场---q。并说明他们是怎样通过电场来实现相互作用的。【板书2.电荷周围存在电场】4.电场是一种看不见、摸不着但存在的物质，我们怎样去研究它呢?类比举例：请问同学们能否看见风？学生：不能请同学们看窗外，请问外面是否有风？学生：有你们这怎么知道？树叶在动！老师：同学们是用直接还是间接的方式判断风的存在？间接。---------物理学中，人们针对这种不能直接研究的物理事件往往采取的是间接的研究方法。老师：引导学生类比“风”分析得出：电场对放入其中的电荷有力的作用这一性质；虽然电场看不见摸不着，但它表现出了对电荷有力的作用的性质，说明电场具有力的性质，从而提醒我们可以从电场表现出的性质这个角度去研究电场。老师：这需要一个场源电荷Q（激发电场）和另一个电荷q。【板书3.电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用】为了能让学生更容易理解电场这个抽象的物质，举例类比：温度场：（老师不说这个名词）老师：空间放入一个热源，一段时间后，空间各点的冷热程度就确定了，但我们看不见，我们为了描述物体的冷热程度----温度这个物理量。大家能否看见A、B两点的温度呢?学生：不能老师：怎样知道ＡＢ两点是否存在温度呢？学生：温度计测，手感知。间接方法――水银热胀冷缩可看见。老师：拿走温度计，AB两点的温度还在不？学生：在。客观存在，由热源和位置（ＡＢ温度不同）确定，与温度计无关。老师：同理对电场研究进行分析----类比温度场老师：如果我们想研究Q在空间激发的看不见摸不着的电场，我们可以热源AB根据电场对放入其中的电荷有力的作用角度出发思考，因为这是电场表现出来的性质。学生思考:可以用一个试探电荷（说明试探电荷的特点：电量小，体积小。为什么？可以类比：例如，我们如果用一把很粗的木制刻度尺去测量一个直径稍大的玻璃管中水的深度，显然是不准确的。）引出：场源电荷Q----热源；试探电荷q----温度计。老师：场源电荷Q在空间一放，Q在空间的电场分布就确定了。如果在A放入一个试探电荷q，q就会受到来自Q产生的电场力的作用。这说明电场具有力的性质，如果把q拿走，A点的电场还在不？学生：在。这是由场源电荷Q决定的，与q无关。老师：不管q放不放入，A点的电场始终存在，且随时都具备对放入其中的电荷产生力的作用的性质。也即是说：电场对放入其中的电荷有力的作用是电场本身的属性。与试探电荷无关，是客观存在的（由Q决定）【副板书1.电场的客观性】老师：如果在场中AB两点分别放入同一个试探电荷q。两点的受力有何特点？学生：方向不同，大小不同老师：引导学生得出：【副板书2.电场具有方向性；3.电场具有强弱性】老师：电场具备以上三个性质。怎样来描述电场的这三种属性呢？物理学中为了描述某个物理事件的某种属性时，经常会引入一个物理量来直接描述。比如：分析物体运动这个物理事件，当我们为了描述物体运动快慢这个属性时，我们采用了---速度这个物理量；当我们为了描述QAB速度变化快慢的这个属性时---加速度；当我们为了描述一段导体对电流的阻碍作用这一属性时----电阻。因此：当我们为了描述电场的本身的力的属性时-----Ｘ。老师：请问这个物理量Ｘ是什么呢？怎样定义呢？或则就可以用我们学过的物理量来充当呢？学生思考：…………老师引导学生思考：要描述电场，这个物理量就肯定要能体现电场的三个属性！学生：可用力Ｆ来描述。力的方向―――电场方向；力的大小―――电场强弱老师：客观性呢？Ｘ这个量只能是由电场本身决定（由Ｑ与位置），分析Ｆ＝ｋＱｑ／ｒ２．学生得出结论：Ｆ不具备客观性。与ｑ有关。怎么办？消除ｑ的影响。引导学生分析X=KQ/r2是具备电场的三种属性的。三、电场强度由学生总结得出结论：电场强度的定义。１.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量的比值，叫做该点的电场强度２.表达式：（１）单位：N/C（２）物理意义：电场强度是描写电场有关力的性质的物理量，与放入电场中的试探电荷无关，它的大小由电场本身来决定。（３）场强是矢量。电场不仅有空间分布，有强弱大小，还有方向。物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。说明为何不能说成是：场强方向跟电荷在该点的受力方向相同方法拓展：物理学中还有哪些物理量是用比值法定义的？学生：速度、加速度、电阻、密度等老师强调比值法定义物理量这中物理方法在物理学中常用。对今后的电势、电势差、电容、磁感强度等的理解都有用。老师强调：这只是电场强度的定义式，不是决定式。1.能否说场强与电场力成正比、与电量成反比？类比电阻定义―――Ｒ＝Ｕ/Ｉ2.那电场强度E究竟由什么来决定的呢？四、点电荷形成的电场：E=KQ/r2教学反思1．本节课的整个设计程序以科学探究式的形式实施，在教学安排和学习方式上有所突破。科学探究不仅是教师教的方法也是学生建构新知识的方法。以问题为引导促使学生主动探究，并在学生探究的过程中，给予适时的指导和建议，在过程中注重科学方法的提炼。这样的学习过程对学生产生深刻的印象，在探究中不知不觉获得了相应的知识和方法。2．用感性的生活体验类比有利于学生进行科学的理性分析与论证本节课用了几个生活中常见的感性事例来类比，实际表明感性事例对于学生进一步的感性分析和形成科学观念具有很好的效果。比如，生活中我们用树枝的摇摆来证实风在存在及风速的大小，是生活中一种非常自然的间接观察法，进而引入到我们也可以用这种间接研究的方法来研究电场，从而解决了研究电场的困难。这个实例不仅简单而且十分生动，对于学生掌握和应用这种间接研究问题的科学方法提供了具体而有效的参照。引入“温度场”实例对学生理解电场起到了很大的作用，使学生真正理解电场存在的客观性，空间的电场由场源电荷决定。通过准备、设计和实施这节课深刻体会到，在引入新物理概念和新物理量时如果能够还原科学发现的历程，用科学探究的方法再现历史，不仅使学生能从旧知基础上建构新的知识，而且能在学习知识过程体会科学方法与探究过程，同时也能体验科学发现的艰难感受科学家们科学品质。这对于新课标中提出的三维目标的实现是一个十分有效的教学方式，值得在日常教学中推广和应用。